Кельвина волны

КЕЛЬВИНА ВОЛНЫ, длинные гравитационные поверхностные и внутренние волны, распространяющиеся во вращающейся жидкости при наличии боковой границы. Кельвина волны являются частным случаем так называемых краевых захваченных волн (береговых и др.), играющих существенную роль в динамике Мирового океана в широком диапазоне пространственно-временных масштабов: от приливных волн до межгодовых колебаний типа явления Эль-Ниньо. Впервые были теоретически исследованы лордом Кельвином (У. Томсоном) в 1879 году как поверхностные волны, возникающие во вращающемся океане с прямолинейным вертикальным берегом (или двумя параллельными берегами - в бесконечно длинном канале).

Возвышение свободной поверхности Кельвина волн максимально у одного из берегов и экспоненциально убывает при удалении от него. Масштаб убывания Кельвина волн в направлении, перпендикулярном берегу, определяется так называемым масштабом Россби: С0/f, где С0 - скорость волны, зависящая от глубины океана и его вертикальной стратификации, f - параметр Кориолиса, определяемый частотой вращения Земли и географической широтой места. Масштаб Россби в океане составляет для поверхностных волн сотни - тысячи километров, для внутренних волн - на 1-2 порядка меньше. Скорость Кельвина волн слабо зависит от длины волны, что позволяет им распространяться на большие расстояния без существенного изменения первоначальной формы. Направление распространения Кельвина волн таково, что в Северном полушарии берег остаётся справа, в Южном - слева.

С. И. Бадулин.